La criptografía cuántica es un método para transmitir información de un punto físico a otro sin que el contenido sea filtrado a mitad de camino. Es demostrable y perfectamente segura, algo garantizado por las leyes de la física. De hecho así es como el propio universo guarda sus secretos.

Así lo describe la teoría. Pero en la práctica, las cosas han resultado ser algo más complicadas. El problema es que mientras que las leyes de la física garantizan la confidencialidad, los equipos empleados para realizar este tipo de criptografía son imperfectos. Por ejemplo, los láseres que han de enviar fotones individuales a veces envían varios de golpe, y esto permite la filtración de datos secretos.

Los hackers ya se han aprovechado de estas vulnerabilidades para atacar sistemas de criptografía cuántica, como este blog ya ha informado anteriormente. Pero lo verdaderamente preocupante es que la criptografía cuántica no ha demostrado ser tan segura como prometían los físicos teóricos.

Pero los físicos han estado contraatacando. Poco después del primer ciberataque cuántico en 2010, los físicos descubrieron un nuevo protocolo para encriptar la información cuya operación no depende de un dispositivo específico. El truco consiste en emplear estados cuánticos adicionales como señuelos. La llamada "criptografía libre de dispositivos" de pronto posibilitó de nuevo el envío seguro de datos.

Varios equipos han probado la criptografía cuántica libre de dispositivos y han demostrado que funciona. Pero existe un problema: es extremadamente lenta, como un caracol u oso perezoso. La mejor demostración hecha hasta la fecha envió datos a 200 kilómetros con una tasa de datos de tan sólo 0,018 bits por segundo. A este ritmo, la criptografía cuántica 100% segura jamás resultaría práctica.

Hoy eso cambia, gracias al trabajo del investigador de la Universidad de Ciencias y Tecnologías de China en Hefei (China) Hua-Lei Yin y varios compañeros que han hecho una demostración revolucionaria de una forma de criptografía cuántica libre de dispositivos por primera vez.

La seguridad de la criptografía cuántica reside en la capacidad de enviar una clave de uso único para enviar un mensaje clásico de forma segura. Se sabe que las llamadas libretas de un sólo uso son perfectamente seguras, siempre que la clave sólo se use vez. Así que el problema consiste en encontrar una manera de enviar esta clave con métodos cuánticos; los físicos lo han denominado como distribución de claves cuánticas.

El equipo de Hua-Lei ha enviado una clave a una distancia de más de 100 kilómetros con una velocidad de kilobits por segundo, y hasta han logrado distancias de más de 400 kilómetros a velocidades de datos inferiores. "Es, con diferencia, la distancia más larga de la que jamás se haya informado para todo tipo de sistemas de distribución de clave cuántica", afirma el equipo.

Y lo han hecho de una manera que no depende de cómo se detectan los fotones. Así que no existe ninguna manera de que un hacker acceda al mensaje al hackear los detectores de fotones.

Es un importante avance que tiene el potencial de restaurar la fe en la criptografía cuántica, al menos en parte.

Pero existen salvedades. La primera es que el método sólo es parcialmente libre de dispositivos. El truco que han perfeccionado estos tecnólogos es una manera de lograr que la criptografía sea independiente de los detectores de fotones. Lo llaman criptografía cuántica libre de medidas. Sin embargo, sigue siendo posible que el transmisor sea hackeado.

Los físicos sostienen, no obstante, que los transmisores pueden ser probados en un laboratorio antes de la transmisión, para asegurar que no estén comprometidos. Así que se cree que, al menos de momento, que la mejor solución consiste en perseguir la criptografía cuántica libre de medidas.

Pero existe una preocupación aún más grave: el temor de que los fabricantes de transmisores o receptores cuánticos puedan incorporar una memoria cuántica que almacene los datos antes de enviarlos y después los revele durante otra transmisión. Detectar este tipo de hackeo de troyano resultaría más o menos imposible sin destruir el dispositivo en el proceso.

La solución del equipo chino no soluciona este problema. De hecho, la única manera de contrarrestar un ataque troyano consistiría en fabricar transmisores y receptores cúanticos de un sólo uso. Es una opción tan cara y poco factible que tal vez nunca resulte viable.

Mientras tanto, la gente que quiera enviar mensajes seguros tendrá que conformarse con la criptografía cuántica libre de medidas, que promete unos mensajes (casi) perfectamente seguros, garantizado por las leyes de la física. Y para muchos, debería bastar.

Ref: arxiv.org/abs/1606.06821: Measurement Device Independent Quantum Key Distribution Over 404 Km Optical Fibre